范怡雯，喻理飛

(貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州貴陽550025)

草海流域優(yōu)勢(shì)種碳酸酐酶與固碳釋氧的關(guān)系

范怡雯，喻理飛

(貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州貴陽550025)

采用不同濃度Ca溶液對(duì)貴州草海流域優(yōu)勢(shì)樹種華山松、滇楊、白櫟一年生幼苗進(jìn)行處理，測(cè)定不同處理下碳酸酐酶活性、葉綠素含量、光合參數(shù)及固碳釋氧量的變化，分析其對(duì)光合固碳能力影響。結(jié)果表明：(1) Ca濃度對(duì)CA活性呈低促高抑的趨勢(shì)，闊葉樹種滇楊和白櫟CA活性高于針葉樹種華山松；(2) Ca濃度的升高會(huì)抑制PSΙΙ反應(yīng)中心的電子傳遞速率，植物通過增大葉片CA活性，提升PSΙΙ反應(yīng)中心的原初光能轉(zhuǎn)化效率，以增強(qiáng)實(shí)際光合效率；(3)闊葉樹種滇楊和白櫟對(duì)Ca最適濃度為100 mg/L，針葉樹種華山松為50 mg/L，植物固碳釋氧能力與CA活性具有相關(guān)性。這說明喀斯特高鈣適生植物能夠利用生境特點(diǎn)，增強(qiáng)植物葉片碳酸酐酶活性，有效促進(jìn)其光合固碳能力，這對(duì)優(yōu)化喀斯特巖溶地區(qū)植物固碳能力具有重要意義。

恢復(fù)生態(tài)學(xué)；優(yōu)勢(shì)種；碳酸酐酶；固碳釋氧；草海流域；貴州

碳 酸 酐 酶（Carbonic anhydrase, CA, EC 4.2.1.1）是一種含Zn2+金屬酶，它廣泛的存在于動(dòng)物、植物、細(xì)菌和微生物中。它主要的生物學(xué)功能是催化CO2的可逆水合反應(yīng)CO2+H2O=H2CO3=HCO3-+H+[1]。

很多研究表明，不同濃度的金屬處理[2-5]，會(huì)影響植物的CA活性，并對(duì)植物光合作用有影響。綠色植物作為生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，通過光合作用調(diào)節(jié)大氣碳氧平衡。其固碳釋氧的天然生理機(jī)能在自然界的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要的調(diào)節(jié)作用[6]。而光合作用的原初反應(yīng)將吸收光能傳遞、轉(zhuǎn)換為電能的過程中，有一部分光能損耗時(shí)以較長(zhǎng)的熒光方式釋放的，自然條件下的葉綠素?zé)晒夂凸夂献饔糜兄置芮械年P(guān)系[7]。

制約西部地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的兩大環(huán)境問題分別是“南石（石漠化）北沙（沙漠化）”。貴州草海流域?qū)儆诘湫偷膸r溶環(huán)境，其脆弱性主要表現(xiàn)在基巖裸露（石漠化）、土壤瘠?。ǖ蜖I養(yǎng)）、高鈣鎂濃度、高pH、巖石透水漏水（巖溶干旱）以及高重碳酸鹽以等特征上[8-10]；這些脆弱性嚴(yán)重影響了植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及其固碳增釋氧的能力。因此，要提高巖溶地區(qū)適生植物的固碳增匯能力，應(yīng)充分利用其生境高鈣的特點(diǎn)，進(jìn)一步研究喀斯特適生植物生理機(jī)制，配合當(dāng)?shù)厣硜碇卫砗突謴?fù)脆弱喀斯特生態(tài)環(huán)境。

但目前對(duì)木本植物在鈣離子濃度處理下，植物碳酸酐酶的變化和固碳釋氧關(guān)系的的研究鮮有報(bào)道。因此，本文從巖溶地區(qū)土壤高鈣性的角度出發(fā)，研究不同濃度的鈣對(duì)貴州草海流域優(yōu)勢(shì)樹種華山松 Pinus armandii、滇楊 Populus Yunnanensis、白櫟White OakCA活性及光合特性的影響，揭示高鈣條件下CA與固碳釋氧的關(guān)系，對(duì)最大限度地挖掘喀斯特適生植物光合潛能，將喀斯特生態(tài)環(huán)境治理與固碳釋氧技術(shù)融合，構(gòu)建配置喀斯特適生植物的固碳釋氧技術(shù)體系，從而減少喀斯特生態(tài)該系統(tǒng)的凈CO2排放量，達(dá)到改善喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的最終目的具有一定的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

實(shí)驗(yàn)所用植被均從貴州省威寧縣草海流域花果山林業(yè)局苗圃采取。地理位置為北緯26°51′、東經(jīng) 104°13′，海拔為 2 615 m，該地屬于屬亞熱帶季風(fēng)氣候。年均溫11.2℃，年降水量739 mm。供試材料在貴州大學(xué)林學(xué)院苗圃進(jìn)行培育，地理位置為北緯 26°34′、東經(jīng) 106°42′，海拔為 1 100 m，該地年平均氣溫為15.8℃，年平均總降水量為1 229 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為貴州草海林場(chǎng)培育的長(zhǎng)勢(shì)均一、無病害的華山松、滇楊、白櫟一年生苗木。用草海流域原狀土（pH 8.07，交換性 Ca 2 867.39 mg/kg），將苗木移栽至花盆中，每盆一株，帶回貴州大學(xué)林學(xué)院苗圃大棚培育。

1.3 研究方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)根據(jù)Hoagland不完全營養(yǎng)液配方，采用分析純的Ca(NO3)2·4H2O作為高鈣處理材料，將濃度梯度設(shè)計(jì)為 50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、400 mg·L-1、600 mg·L-1，對(duì)照組（0 mg·L-1）的營養(yǎng)元素按照Hoagland完全營養(yǎng)液配方，實(shí)驗(yàn)共18個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

1.3.2 測(cè)定方法

CA活性采用吳沿友[11]的PH計(jì)改良法進(jìn)行測(cè)定，酶的活力用WA-unit表示(WA =t0/t1-1)；葉綠素含量測(cè)定采用張憲政的乙醇-丙酮提取法[12]；光合參數(shù)采用Li-6400便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)（美國Li-cor公司）測(cè)定；葉綠素?zé)晒鈪?shù)采用用基礎(chǔ)型調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨xJUNΙOR-PAM（德國WALZ公司）和數(shù)據(jù)采集軟件WinControl-3測(cè)定。固碳釋氧量計(jì)算方法參照劉豐亮[13]凈同化量的計(jì)算方法。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有樣品均重復(fù)測(cè)定3次，采用Excel和SPSS17.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣處理對(duì)幼苗 CA 活性的影響

如圖1所示，對(duì)照組針葉樹種華山松幼苗CA活性低于闊葉樹種白櫟和滇楊。鈣處理下，三種樹種幼苗的CA活性隨Ca濃度增加呈先升高后降低趨勢(shì)，CA活性達(dá)峰值時(shí)的鈣濃度分別為華山松50 mg·L-1、滇楊和白櫟 100 mg·L-1。

圖1 不同濃度Ca處理植物幼苗 CA活性Fig. 1 Effects of different concentrations of Ca processing on CA activity of seedlings

2.2 鈣對(duì)幼苗葉綠素含量的影響

CA主要存在于植物的葉綠體中[14]，葉綠素含量的變化也會(huì)影響植物的CA活性。

如圖2所示，三樹種幼苗葉綠素含量與CA活性正相關(guān)（p＜0.05），在鈣處理下均先增加后減少的趨勢(shì)，但葉綠素含量峰呈出現(xiàn)的鈣濃度不同，華山松、滇楊和華山松葉綠素含量峰時(shí)的鈣濃度分別為 50 mg·L-1、100 mg·L-1和 100 mg·L-1處。

圖2 不同濃度Ca處理植物幼苗葉綠素含量Fig.2 Effects of different concentrations of Ca processing on chlorophyll content of seedlings

2.3 鈣對(duì)一年生植物幼苗葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?/h3>

葉綠素?zé)晒馐茄芯恐参锕夂仙砼c逆境脅迫關(guān)系的理想探針，通過對(duì)各種熒光參數(shù)分析可獲得有關(guān)光能途徑的信息，其中 Y(ΙΙ)表示 PSΙΙ實(shí)際光合效率、ETR表示電子傳遞速率、Fv/Fm表示PSΙΙ原初光能轉(zhuǎn)化效率，是PSΙΙ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量[15]，脅迫條件下這些參數(shù)值下降，表明葉片光合結(jié)構(gòu)受到損傷，光合電子傳遞效率降低，PSΙΙ潛在活性中心受損，導(dǎo)致其實(shí)際光合效率較小，光合作用受到抑制qP表示光化學(xué)淬滅系數(shù)，反映的是PSΙΙ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)電子傳遞的份額，在一定程度上反映了PSΙΙ反應(yīng)中心的開放程度，qP越大，PSΙΙ的電子傳遞活性越大[16]；qN非光化學(xué)淬滅系數(shù)，qN代表葉綠素?zé)晒獾姆枪饣瘜W(xué)淬滅，即PSΙΙ的天線系統(tǒng)將過量的光能熱耗散掉的指標(biāo)，在外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，通過qN的調(diào)節(jié)使得qP保持恒定，確保電子傳遞速率與CO2的固定速率一致，當(dāng)PSΙΙ反應(yīng)中心天線色數(shù)吸收了過量的光能時(shí)，如不能及時(shí)地耗散將對(duì)光合機(jī)構(gòu)造成失活或破壞，所以非光化學(xué)淬滅是一種自我保護(hù)機(jī)制，對(duì)光合機(jī)構(gòu)起一定的保護(hù)作用。

如圖3所示，鈣處理下，三樹種幼苗的Y(ΙΙ)、ETR、qP、Fv/Fm值與CA有相似的變化規(guī)律，針葉樹華山松幼苗的 Y(ΙΙ)、ETR、qP、Fv/Fm值在Ca濃度為50 mg·L-1上升，之后呈下降趨勢(shì)，闊葉樹滇楊和白櫟在Ca濃度100 mg·L-1時(shí)達(dá)到峰值，隨后略微下降，下降趨勢(shì)平緩；三樹種的qN值都沒有太大變化，參數(shù)值上下浮動(dòng)。

圖3 不同濃度Ca處理植物幼苗各光合指標(biāo)Fig. 3 Effects of different concentrations of Ca processing on photosynthetic indicators of seedlings

在對(duì)三樹種熒光參數(shù)和CA活性的相關(guān)性分析中，華山松幼苗CA活性與Y(ΙΙ)正相關(guān)（p＜0.05），與其他參數(shù)不相關(guān)（p＞0.05）；滇楊幼苗CA活性與Y(ΙΙ)、Fv/Fm正相關(guān)（p＜0.05），與ETR參數(shù)負(fù)相關(guān)（p＜0.05），與其余參數(shù)不相關(guān)（p＞ 0.05）。白櫟幼苗 CA 活性與 Y(ΙΙ)、ETR分別為正相關(guān)和負(fù)相關(guān)（p＜0.05），與其他參數(shù)不相關(guān)（p＞0.05）。

2.4 鈣處理對(duì)幼苗光合作用的影響

2.4.1 環(huán)境因子日變化

在葉片發(fā)育成熟并處于生長(zhǎng)旺季的7月中旬，選擇晴朗天氣對(duì)研究區(qū)域的大氣溫度、大氣CO2濃度及光合有效輻射等環(huán)境因子的日變化進(jìn)行了測(cè)定，由圖4和圖5可以看出，氣溫在14∶00時(shí)達(dá)到最高值（33.45℃），光合有效輻射在12∶00出現(xiàn)最高值，兩者在一天中均出現(xiàn)一個(gè)最高值，但出現(xiàn)最高值的時(shí)間不一致，光合有效輻射的最高值比氣溫達(dá)到的最高溫度早，大氣CO2濃度在一天當(dāng)中的變化趨勢(shì)為早晚高、中午低，最低值出現(xiàn)在中午12∶00左右，這與光合有效輻射的最大值出現(xiàn)時(shí)間相同。由此可見隨著太陽輻射的增強(qiáng)，植物可利用的光合有效輻射也隨之升高，植物同化CO2的能力也在增強(qiáng)。

圖4 氣溫日變化Fig. 4 Daily changes of temperature

圖5 大氣CO2濃度、光合有效輻射日變化Fig.5 Daily changes of atmospheric CO2 concentration and photosynthetically active radiation

2.4.2 幼苗凈光合速率光合日變化

由于影響葉片光合作用的環(huán)境因子(溫度、光照、水分等)在1 d中發(fā)生明顯的變化，因此葉片光合速率也呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化規(guī)律。葉片光合速率在晴天的日變化進(jìn)程典型曲線一般為單峰或雙峰曲線。逆境時(shí)，葉片光合速率的日進(jìn)程可以變成一條雙峰曲線，上、下午各有一個(gè)高峰，在兩峰之間形成一個(gè)低估。這個(gè)低估被稱為光合作用的中午降低或“午休”。國內(nèi)有學(xué)者對(duì)部分樹種的光合作用日變化進(jìn)行了研究，如在有關(guān)麻櫟凈光合速率的日變化的研究結(jié)果表明，在生長(zhǎng)初期和末期為單峰曲線，而在生長(zhǎng)盛期為雙峰型[17]，張小全[18]對(duì)杉木光合作用日變化進(jìn)行研究，認(rèn)為在夏季晴天為雙峰曲線，在陰天為單峰曲線。對(duì)于有關(guān)光合“午休”的現(xiàn)象，人們已經(jīng)做過不少研究，并提出許多假說，許大全[19]對(duì)有關(guān)研究進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為低空氣濕度、氣孔導(dǎo)度降低、ABA合成增加、光系統(tǒng)ΙΙ光化學(xué)效率下降、光呼吸升高、RUBP羧化酶活性降低等因素是導(dǎo)致光合“午休”現(xiàn)象的可能原因，然而，光合“午休”現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)制迄今還不很確定。

本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，如圖6所示，不同鈣處理下，華山松針葉凈光合速率日變化呈單峰型，對(duì)照組最高峰值出現(xiàn)在12∶00左右，50～200 mg/L處理下，最高峰出現(xiàn)在10∶00左右，50 mg/L的凈光合速率時(shí)所有對(duì)照組中的最大值，為 5.09 μmol·(m2s)-1，相比對(duì)照組 4.99 μmol·(m2s)-1變化不大，之后各處理的最大值逐漸降低，在400～600 mg/L濃度處理下，峰值的出現(xiàn)提前到8∶00，且僅有3.14 μmol·(m2s)-1，顯著低于對(duì)照組（p＜0.05），說明華山松對(duì)Ca的耐受范圍很小，高鈣對(duì)華山松針葉的凈光合速率主要表現(xiàn)為抑制性的。

在不同濃度Ca處理下，滇楊凈光合速率日變化曲線呈雙峰型，對(duì)照組最大峰值出現(xiàn)在10∶00左右，第二峰值出現(xiàn)在14∶00左右，當(dāng)Ca處理濃度在50～100mg/L時(shí)，最大凈光合速率增大，最大值達(dá)到 10.08 μmol·(m2s)-1，第二峰值出現(xiàn)時(shí)間推后到16∶00左右，且降幅減小，當(dāng)Ca濃繼續(xù)增加，達(dá)到200～600 mg/L時(shí)，最大凈光合速率開始下降，峰值在 600 mg/L 時(shí)達(dá)到最小值 6.07 μmol·(m2s)-1，略小于對(duì)照組，凈光合速率日變化曲線轉(zhuǎn)為單峰型，峰值出現(xiàn)在10∶00左右。這說明高鈣處理會(huì)對(duì)滇楊的光合作用產(chǎn)生影響，在一定濃度范圍內(nèi)（0～100 mg/L）能夠激發(fā)凈光合速率的增大，雖然第二峰值出現(xiàn)時(shí)間推后，但光合“午休”期間凈光合速率的降幅明顯減小，超出該濃度范圍（0～100 mg/L）日變化曲線轉(zhuǎn)變?yōu)閱畏逍?，說明Ca的濃度已經(jīng)開始抑制滇楊葉片的凈光合速率，但滇楊自身的機(jī)制使其能夠適應(yīng)高鈣的影響，緩解光合“午休”現(xiàn)象。

圖6 不同濃度Ca處理華山松、滇楊、白櫟幼苗凈光合速率日變化Fig.6 Effexts of different Ca concentrations treaments on daily changes of net photosynthetic rate of P.armandi, P. yunnanensis and Q. fabri seedlings

在不同濃度Ca處理下，白櫟凈光合速率日變化曲線呈雙峰型，最大峰值出現(xiàn)在10∶00左右，當(dāng)Ca處理濃度在50～100 mg/L時(shí)，最大凈光合速率增大，最大值達(dá)到 10.90 μmol·(m2s)-1，當(dāng)Ca濃繼續(xù)增加，達(dá)到200～600 mg/L時(shí)，最大凈光合速率開始下降，峰值在600 mg/L時(shí)達(dá)到最小值 7.19 μmol·(m2s)-1，但仍比對(duì)照組的最大凈光合速率高，凈光合速率日變化曲線轉(zhuǎn)為單峰型，峰值出現(xiàn)推后到12∶00左右。這說明白櫟對(duì)高鈣的環(huán)境具有較強(qiáng)的耐受力，在一定濃度范圍內(nèi)（0～100 mg/L）能夠激發(fā)凈光合速率的增大，光合“午休”期間凈光合速率的降幅明顯減小，超出該濃度范圍（0～100 mg/L）日變化曲線轉(zhuǎn)變?yōu)閱畏逍?，說明白櫟的自身的機(jī)制使其能夠適應(yīng)高鈣的影響，緩解光合“午休”現(xiàn)象對(duì)無機(jī)碳轉(zhuǎn)化的影響。

2.5 鈣處理對(duì)幼苗固碳釋氧的影響

2.5.1 固碳釋氧量計(jì)算方法

凈同化量是在植物光合作用的日變化曲線中，其凈光合曲線和時(shí)間橫軸圍合的面積，即圖7中的陰影部分。

圖7 植物光合作用日同化量計(jì)算Fig.7 Calculation of tree daily photosynthesis assimilation

以此為基礎(chǔ)，設(shè)凈同化量為p，各種植物在測(cè)定當(dāng)日的凈同化量計(jì)算公式為：

其中：

P——測(cè)定日的通化總量 (mmol·m-2s-1)；

Pi——初測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)光合作用速率；

Pi+1——下一測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)光合作用速率(μmol·m-2s-1)；

ti——初測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)時(shí)間；

ti+1——下一測(cè)點(diǎn)的時(shí)間(h)；

j——測(cè)試次數(shù)。

固碳量：

mCO2=p44/1000。

釋氧量：

mO2=p32/1 000。

式中：P 為測(cè)定日的通化總量 (mmol·m-2s-1)；44為二氧化碳的摩爾質(zhì)量；32為氧氣的摩爾質(zhì)量；mCO2為單位面積的葉片固定CO2的質(zhì)量(g·m-2d-1)。mO2為單位面積的葉片固定O2的質(zhì)量(g·m-2d-1)。

一般認(rèn)為，植物在光呼吸過程中消耗光合作用固定的CO2的20%～50%，因此上述固碳釋氧量公式還應(yīng)乘以一個(gè)光合系影響系數(shù)，本文計(jì)算取中值0.7。

2.5.2 幼苗固碳釋氧量變化

圖8 不同濃度Ca處理華山松幼苗固碳釋氧量Fig. 8 The impact of different concentrations of Ca processing on carbon f i xation and oxygen release of P. armandi seedlings

圖9 不同濃度Ca處理滇楊幼苗固碳釋氧量Fig. 9 Effexts of different Ca concentrations treatments on carbon f i xation and oxygen release of P.yunnanensis seedlings

圖10 不同濃度Ca處理白櫟幼苗固碳釋氧量Fig. 10 Effects of different Ca concentrations treatmentson carbon f i xation and oxygen release of Q. fabri seedlings

如圖8、圖9和圖10所示，華山松幼苗一天的凈同化量、固碳釋氧量在Ca濃度50 mg/L時(shí)達(dá)到峰值，超過該濃度范圍，三個(gè)值上下波動(dòng)，總體呈下降趨勢(shì)；滇楊幼苗的的凈同化量和固碳釋氧量在50 mg/L達(dá)到峰值，100 mg/L的參數(shù)值較50 mg/L略??；白櫟的凈同化量和固碳釋氧量在200 mg/L時(shí)達(dá)到峰值，100 mg/L的參數(shù)值略小于200 mg/L。三種植物的凈同化量和固碳釋氧量與CA均具正相關(guān)（p＜0.05）。

3 結(jié)論與討論

CA活性受葉綠素含量的影響，葉綠素含量越多CA活性越強(qiáng)針葉樹種華山松幼苗CA活性低于闊葉樹種白櫟和滇楊，且Ca濃度對(duì)植物葉片CA活性呈低促高抑的趨勢(shì)，針葉樹種華山松對(duì)Ca濃度適應(yīng)范圍較?。?～50 mg/L），闊葉樹種滇楊和白櫟對(duì)Ca濃度的適應(yīng)范圍在0～100 mg/L，這一結(jié)論可說明貴州草海周邊喀斯特地貌條件下滇楊、白櫟、華山松能成為優(yōu)勢(shì)種的原因，也可印證在喀斯特區(qū)闊葉樹種多，針葉樹種很少這一現(xiàn)象。植物的凈光合速率也在該濃度范圍內(nèi)有較好的表達(dá)[20]。

高鈣濃度會(huì)影響植物的葉綠素?zé)晒馍碇笜?biāo)的變化，CA活性的變化主要影響Y(ΙΙ)、Fv/Fm和ETR三個(gè)指標(biāo)，其中與Y(ΙΙ)的關(guān)系最密切，鈣濃度的升高會(huì)抑制PSΙΙ反應(yīng)中心的電子傳遞速率，植物通過增大葉片CA活性，提升PSΙΙ反應(yīng)中心的原初光能轉(zhuǎn)化效率，以增強(qiáng)實(shí)際光合效率。有研究表明微藻及其CA對(duì)石灰?guī)r土壤系統(tǒng)中的Ca元素遷移有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)作用，植物葉片中的CA是否對(duì)植物體內(nèi)Ca2+也有驅(qū)動(dòng)作用，以使植物能更好的適應(yīng)高鈣環(huán)境還需要進(jìn)一步深入研究。

植物固碳釋氧能力與CA活性又密切關(guān)系，在植物對(duì)鈣的適應(yīng)范圍內(nèi)，CA活性表達(dá)良好，固碳釋氧量較高，滇楊和白櫟幼苗100 mg/L的固碳釋氧量也遠(yuǎn)大于對(duì)照組，雖然比峰值略小，但在鈣濃度處理下其他生理指標(biāo)都具有良好表達(dá)，因此闊葉樹種滇楊和白櫟對(duì)Ca最適濃度為100 mg/L，針葉樹種華山松為50 mg/L。

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Relationship between carbonic anhydrase and carbon f i xation and oxygen release of dominant tree species in Caohai watershed

FAN Yi-wen, YU Li-fei
(College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China)

The one-year-old young seedlings of three dominant tree species (Pinus armandi, Populus yunnanensis and Quercus fabri) in Caohai watershed were treated with different concentriations of Ca solutions, the carbonic anhydrase (CA) activity, chlorophyll, fl uorescence and carbonfi xation and oxygen release were determined and the effects of 4 variables on photosynthetic carbonfi xation capacity of the tested trees were analyzed. The results show that (1) The CA activity was promoted with low concentration of Ca and suppressed with high concentration of Ca, the CA activities of broad-leaved species, P.s yunnanensis and Q. fabri, were stronger than that of P. armandi; (2) As the Ca concentration was elevated, the electron transporting rate of PSΙΙ reaction center was inhibited, the primary light energy conversion ef fi cienty of PSΙΙ reaction center could be enhanced through the increase of CA activity of tree leaf, and the actual photosynthetic ef fi ciency can be enhanced as well; (3) The optimum Ca concentration of broad-leaved tree species, P.yunnanensis and Q. fabri, was 100 mg/L, that of the conifer species P. armandii was 50 mg/L, there existed correlation between carbon fi xation and oxygen release and CA activity. Therefore, the adaptive tree species in karst with high calcium environment could take advantage of local habitat characteristics, which could enhance the CA activity of tree leaves and effectively promote the photosynthetic carbon sequestration capacity. This is signi fi cant to the carbon sequestration ability optimization of the tree species in karst areas.

restoration ecology; dominant tree species; carbonic anhydrase; carbonfi xation and oxygen releas；Caohai watershed; Guizhou province

S751； Q945.78；Q948.11

A

1673-923X(2013)12-0106-07

2013-03-24

國家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“草海濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2011BAC02B02)

范怡雯（1987-），女，貴州貴陽人，碩士研究生，研究方向：恢復(fù)生態(tài)學(xué)

喻理飛（1963-），男，貴州貴陽人，博導(dǎo)，教授，研究方向：恢復(fù)生態(tài)學(xué)；E-mail：gdyulifei@163.com

[本文編校：吳 彬 ]